擺線泵流體仿真的案例
STAR-CCM+案例｜擺線泵--網格重構功能模擬仿真擺線泵內部流場
本算例演示利用STAR CCM+中的網格重構功能模擬仿真擺線泵內部流場。
1 問題描述
擺線泵是一種包含有內轉子和外轉子的裝置，其內轉子和外轉子具有與其齒數相關的不同轉速，當轉子旋轉時，通過轉子間動態變化的容積將流體從入口輸送到出口。
擺線泵模擬的最大問題是處理轉子之間的狹小間隙。轉子旋轉會導致小間隙中的網格質量降低。在STAR CCM+中可以使用Remeshing模型處理此類問題。
基于CFD和FSI的擺線泵仿真分析
CFD仿真與流固耦合相結合，并試驗驗證了仿真的可行性，流固耦合較CFD提高了仿真的準確性，之后基于FSI仿真優化了擺線泵進排油腔。
泵仿真：隔膜泵的流體仿真方案
隔膜泵的流體仿真方案
1.背景概述
隨著科學技術的飛速發展，對輸送流量大、壓力高、溫度高和高腐蝕介質泵的需求越來越多。隔膜泵是集活塞泵和壓力泵堅固耐用等優點，克服活塞泵密封件易磨損等缺點而發展起來的一種理想的往復式泵,它結構簡單，可以高效、可靠地輸送具有化學和機械侵蝕性、濃度各異的流體介質的長距離高揚程的輸送。
隔膜泵工作時，曲柄連桿機構在電動機的驅動下，帶動柱塞作往復運動，柱塞的運動通過液缸內的工作液/氣體而傳到隔膜，使隔膜來回鼓動。由于隔膜的變形特征，使得在進行隔膜泵的流體仿真時難以對隔膜的容腔變化運動進行定義，一般來說需要考慮流固雙向耦合的方法才可以較好的描述隔膜泵的運動流場。鑒于雙向流固耦合的難度和代價太高，因此基于數值仿真的技術探討較少。
今天小編介紹一種簡化模型的處理方法，既可以獲得較為合理的結果，同時又可以在較短的時間內獲得理想的可靠的計算結果。
2.隔膜泵工作原理
隔膜泵是容積泵中較為特殊的一種形式。它是依靠隔膜片的來回鼓動改變工作室容積從而吸入和排出流體的。當隔膜片向傳動機構一邊運動，泵缸內工作時為負壓而吸入流體，當隔膜片向另一邊運動時，則排出流體。
展開 Pumplinx齒輪泵流體仿真
Pumplinx齒輪泵流體仿真
步驟如下：
一、導入模型或網格
導入通過其他建模軟件建立的三維流體域模型，或者導入其他畫網格軟件輸出的網格文件。其中pumpllinx支持的三維流體域模型文件格式為（.stl）。本文采用的方式是導入三維流域模型，而三維流體域模型的建立又有兩種方式：
（1）直接建立流體域三維模型；
（2）先建立齒輪泵的三維模型，再通過抽取流體域的方式，獲得三維流域模型。
利用流體仿真優化泵的能耗
作者：Thomas Folsche，CP Pumpen AG公司技術總監，瑞士Zofingen
利用流體仿真優化泵的能耗
工廠經營者在購置泵類產品時越來越重視降低功耗，希望實現更高的效率和較低的維護成本。CP Pumpen（CP Pumps）公司位于瑞士，是業界領先的優質離心泵供應商之一，為了在競爭激烈的市場中取得優勢，該公司在工程仿真軟件方面進行了大量投資，用于提高產品的性能 。
很多年來，公司一直致力于幫助客戶改進流體處理系統的可持續性。泵運轉的能耗成本可能高達泵生命周期總成本的85%。因此，通過改善液壓性能、提升總體效率，能顯著降低泵的功耗，節約大量運行成本。
快速、低成本的開發過程
幾年前，CP Pumps 需要對原有的金屬化學磁耦合泵（MKP）產品系列進行修改。在嘗試使用公司內部的開發工具之后，設計團隊認為標準的產品開發方法耗時過長而且成本過高。初始設計方案只能通過實驗數據來比較，這需要為每種方案單獨開發原型，并在液壓測試臺中分別進行測試。在尋找替代方案過程中，公司了解到了ANSYS CFX 和ANSYS BladeModeler軟件。BladeModeler 使CP Pumps 的工程師能夠快速、方便地對葉輪的幾何外形進行建模。用戶可利用該工具設計子午線流道和葉片形狀，包括葉片厚度分布。在確定了葉片幾何外形之后，就可以利用該軟件進一步確定流道的橫截面面積，以實現對流體特征的評估。
ANSYS CFX仿真可提供輸出壓頭、功耗和效率信息；也可為設計者提供泵內部的流場視圖。
接下來，工程師在ANSYS Workbench平臺中啟動CFX 計算流體動力學（CFD）仿真分析。CFX 可以計算出完整的三維流場，其中包括流體壓力和速度，這樣可以對葉輪輸出壓頭和效率進行評估。
展開 齒輪泵流體仿真分析的前處理-網格繪制
齒輪泵流體仿真分析的前處理—網格繪制
0
1
繪制齒輪泵模型
在cad軟件中繪制出齒輪嚙合，并進行齒輪縮放保證嚙合部分間隙永遠大于0.05mm，在繪制出齒輪泵外邊界、進出油口，隨后使用region命令將三種顏色部分的曲線合并成三個面域。然后將cad文件中的世界坐標轉移到其中一個齒輪的中心，導出sat文件。
『分享』 CFdesign泵行業流體仿真解決方案
原文檔地址：
http://www.sheenray.com/jswz-14.pdf
基于計算流體動力學仿真的離心式人工心臟泵葉片參數優化
圖1 鈦合金薄壁件銑削過程有限元仿真流程
在進行仿真計算之前，需要在Solidworks軟件中對泵內流域進行提取和切分，導入到Ansys軟件中的Design Modeler和Meshing模塊，進行前處理，通過布爾運算功能對葉輪流域進行剪切，劃分各部分流域表面以及生成網格，流域模型的網格劃分如圖2所示。單元數為3400180，節點數為628467，經過檢測，網格質量良好。
圖2 流域模型的網格劃分
2.2 邊界條件設置
將網格模型導入到CFD仿真軟件Fluent中進行流體動力學仿真分析，選擇Realizable k-ε湍流模型。介質屬性設置為血液，密度，動力粘度μ=0.0035Pa·s。選擇轉子區域的Frame motion選項，激活該區域的動參考系模型，使得轉子區域成為動網格區域，將葉輪的中心位置設為旋轉中心，轉速設為1700r/min。進口的表面設置為速度入口，根據流量（Q=5L/min）和進口半徑（r=5mm）計算得到進口的流體速度v=1.06m/s；出口的表面設置為壓力出口，葉輪的表面設置為旋轉壁面。把四部分流域之間的接觸表面設為四組交互面，使流體能夠通過各部分之間的交互面從進口處流動到出口處。選擇Standard壓力求解器，Momentum、k、ε均選擇Second Order Upwind格式，按照此設置完成泵的仿真計算。
2.3 仿真實驗設計
通過仿真分析葉片出口角度、葉片出口寬度以及葉片厚度對人工心臟泵剪切應力和水力性能的影響，從中選取最佳的葉片出口角度、葉片出口寬度、葉片厚度。其中，葉片出口角度β2在0°~90°的范圍內，每隔15°取一個水平；葉片出口寬度b2在1~9mm的范圍內，每隔1mm選擇一個水平；葉片厚度δ在1~4mm的范圍內，每隔0.5mm選擇一個水平。
展開 